介绍城市地下综合管廊与现存管线交叉的施工方法

文／彭永辉 沧海控股有限公司 浙江宁波 315100

引言：

作为一种新型的城市基础设施，地下综合管廊能够有效地解决城市地上空间紧张、管线混乱等问题。不过，施工过程中如何安全、有效地处理地下综合管廊与现存管线的交叉问题，却是建筑工程领域当前所面临的一大挑战，不仅需要根据具体的工程条件来选择合适的施工方法，还需考虑地下环境、地质条件、管线类型和布局等各种因素，同时还要采取有效安全防护措施以防止管线被破坏，确保施工过程的安全性与可靠性，这是一个复杂的工程问题。

1.城市地下综合管廊与现存管线交叉问题

1.1 城市地下综合管廊概述

地下综合管廊就是一个建造在城市地下的构筑物（市政设施），用于容纳电力、通信、热力、供水、燃气、雨水、污水、中水等多种市政管线及其附属设施，以便进行集中管理和维护。管廊内配设有专门的故障检修口、吊装口和监测系统，实施统一的规划、设计、建设和管理[1]。

1.2 建设城市地下综合管廊的意义

随着我国经济的迅速发展以及城镇化建设工作的不断推进，基础建设对于城市地下空间的应用更加急迫，建设城市地下综合管廊能够有效地提升地下空间的利用效率，避免重复的路面开挖，进而保障交通的通畅，防止管线事故并保证管线安全，同时还能减少架空线塔，从根本上解决马路拉链及空中蜘蛛网等问题。另外，通过对地下空间的开发，还能够节约土地资源。地下综合管廊的上述优点对于改善城市景观、提升城市形象、促进城市的长远发展都具有积极的意义。

1.3 城市地下综合管廊建设中面临的挑战和难题

自从1958 年在北京市天安门广场建造了第一条管廊起，我国即开始了漫长的城市地下综合管廊建设探索之路，先后经历了概念、争议和快速发展等阶段，直到2015 年正式进入赶超、创新阶段，2018 年后则逐步进入了有序推进阶段。预计到十四五末，我国综合管廊的建设长度有望超过10000 公里。

1.3.1 管线冲突

由于现有城市地下管线的类型繁多、规模庞大，而地下管廊的断面尺寸又较大，无法完全有效地避开现有管线，致使施工中通常会遇到地下综合管廊与现存管线交叉的情况。而不同类型的管线交叉往往又会导致管线冲突，继而可能引发泄漏、事故等问题，对城市的安全、稳定运行带来潜在威胁。因此，如何科学合理地进行管廊与现存管线的交叉施工亦成为当前亟待解决的问题。

1.3.2 施工空间受限

现存管线密布的区域，施工空间有限，如何在狭小的空间内实施综合管廊的施工也是一项技术难题。

此外，地下综合管廊与现存管线的精确定位和高程控制也是城市地下综合管廊建设施工中需要重点注意的事宜[2]。目前，我国的城市地下综合管廊与现存管线交叉的问题主要包括以下三个方面：一是管线交叉位置的确定；二是管线交叉点的施工方法；三是管线交叉点的安全防护，对此进行合理规划和设计、实施科学管理和施工就显得非常关键。

2.城市地下综合管廊与现存管线交叉的施工方法与技术

城市地下综合管廊与现存管线交叉是一个技术性很强的问题，其施工方法主要涉及前期调查和规划、合理布置管线、避免管线冲突、保证施工安全和维护管理等几个步骤（详见图1）[3]。

2.1 前期调查及规划

首先，施工开始前必须对地下管线进行详细、全面的勘测和调查，可以通过使用地质雷达、地磁探测、声波探测等技术及方法来获取地下管线的准确位置、深度，具体了解各个管线的类型、走向、直径、材质以及所承载的压力等信息，以便对地下综合管廊的走向进行合理的规划和设计，避免与重要管线的冲突。

地下管线设计还需要遵循“规划先行、适度超前、因地制宜和统筹兼顾”的原则，同时还要根据不同的情况合理布置管线。

2.2 管线的迁改

如果地下综合管廊与现存管线存在交叉或冲突的情况，就要对管线进行移位或迁改。

首先，要制定详细的迁改方案并与相关部门进行协商和沟通。然后，根据方案安排进行管线的拆卸、搬迁和重新安装等工作，这需要专业的管线移位设备和技术人员，通过挖掘、切割、移动、连接等步骤将管线移到安全位置。对于无法移位的管线，可以采用“管线穿越”的方法，这同样也需要专业的管线穿越设备和技术人员，通过开挖、铺设、连接等步骤，使管廊穿越管线。

另外，在迁改过程中一定要注意对现有管线安全和完整性的特别保护，以防止出现损坏或漏气等问题。

2.3 管廊的设计与施工

2.3.1 设计阶段

在确定了地下综合管廊的走向之后，本阶段的主要任务就是根据前期的调查结果进行详细设计，此时需要综合考虑管廊的尺寸、结构、材料等因素，根据不同管线的特性和要求，合理安排它们在综合管廊中的位置，并通过调整管线的走向或使用合适的连接方式来避免管线之间的冲突及干扰，同时还要确保能够容纳各种管线并具备足够的承载能力。

此外，在确定管廊的位置、形状、大小、管线布局以及制定施工方案时，还应充分考虑未来的发展需求，要保证设计的合理性及可持续性。

2.3.2 施工方法与技术

此阶段要按照设计施工方案来安排开挖、支护、铺设和回填等工作。正式开工前，相关施工人员首先必须全面了解施工区域及各类管线的详细情况，以便能在施工过程中采取必要的手段和措施保护现有管线的安全，尽力避免损坏或泄漏等问题的发生。施工完成后，则要及时建立、健全维护管理制度，认真开展对管线设施的定期检查和维护，确保其正常运行和安全可靠。而且，在施工过程中还要特别注意对土体变形和沉降的控制，进一步确保管廊的稳定性及安全性（图2）。

图2 地下综合管廊施工案例示意图

以下是一些关键的施工方法与技术，它们在解决管线交叉问题、提高效率和保障工程质量方面发挥着关键作用：

采用先进定位技术确定管线交叉位置：首先需要通过地质勘查和地下管线探测来确定管线的具体位置和深度，然后再根据管廊的设计图纸确定管廊与管线的交叉位置。为了准确了解现存管线的位置、深度和方向，采用先进的定位技术是不可或缺的。地下雷达、全站仪、GPS 等定位工具可以提供高精度的地下管线数据，进而为后续的施工奠定可靠基础。

微隧道掘进技术：这是一种针对施工空间受限问题的有效解决方案。通过使用微型隧道掘进机或微钻等小型机械设备，可以在有限的空间内实现精准掘进，最大限度地减小施工对于周边环境的影响，其具体优势如下：精准导向（微隧道掘进技术具有高度的导向精度，可避开现存管线等障碍物）、降低施工影响（设备体积小、噪音低，能够最小化对周边环境和交通的影响，适用于城市繁忙区域）、高效施工（微隧道掘进技术的施工速度较高，可以提高施工效率）。

先进的管线连接技术：为了确保综合管廊与现存管线的连接质量和效率，采用先进的管线连接技术至关重要，而使用高强度的连接材料、自动化连接设备等技术则可以进一步提高连接的可靠性，减少施工风险。

管线隧道切割技术：在管线交叉的情况下，采用管线隧道切割技术可以有效地避开现存管线，减小对管线的干扰。采用激光切割、水射流切割等高精度的切割工艺，能够保证切割过程的精准度及安全性。

环境监测与智能化控制：建立环境监测系统和智能化控制系统，就可以实现对施工过程的实时监控。通过监测地下水位、土壤稳定性等因素，可以及时发现潜在问题并采取相应措施，进而保障施工的安全性与稳定性。

三维建模与虚拟现实技术：采用三维建模与虚拟现实技术，可以在施工前进行全面的模拟和分析，预测潜在的问题并提前制定解决方案，这将有助于减少施工过程中的不确定性，提高工程的可控性。

材料创新与环保技术：在管廊建设中，采用环保材料和技术对于减少对周边环境的影响至关重要。材料的创新和环保技术的应用可以降低施工对土壤、水质等方面的影响，符合绿色、可持续发展理念。

通过综合运用上述施工方法与技术，可以更好地应对城市地下综合管廊与现存管线交叉的复杂挑战，提高施工的效率和质量，同时也可以最大程度地降低对城市环境的影响[4]。

2.4 管线的接入与连接

当地下综合管廊与现存管线交叉时，就需要进行管线的接入与连接工作。施工人员首先要根据管线的类型、规格来选择合适的接口形式（如法兰连接、焊接连接等），然后再进行管线的清洗、检查和预处理工作，进一步确保连接的质量和可靠性。最后进行管线的紧固和密封，以防止出现泄漏或松动等问题。

2.5 安全监测与维护

在地下综合管廊与现存管线交叉施工完成之后，还需要进行安全监测、维护工作。可以通过安装传感器、监测设备等来对管廊、管线的运行状态及安全状况进行实时监测。同时，还应定期进行巡检和维护，以便能够及时地发现和处理潜在问题，进而确保管廊、管线的正常运行和使用。

总的来说，城市地下综合管廊与现存管线交叉的施工方法必须要符合国家现行有关标准的规定，并有助于推动城市的高质量发展。

3.地下综合管廊建设案例分析与实践经验

为了深入理解城市地下综合管廊与现存管线交叉的施工方法，以下通过案例和实践分析、总结了一些经验和教训，旨在为类似项目提供参考。

3.1 案例1：北京市

北京市地下有电力、通信、燃气等多种管线，且管线分布十分复杂。2015 年，北京市启动了城市地下综合管廊建设项目，计划到2035 年将建成450 公里的地下综合管廊。其中，城市新区、各类园区、成片开发区域以及交通流量较大、地下管线密集的城市道路等，都被纳入建设地下综合管廊的重点区域。

在具体的实施过程中，北京市充分考虑了与现存管线的交叉问题。首先，通过现场勘测和3 维建模技术进行精确定位和高程控制，详细了解了管线的分布情况，确保了施工过程中不会对现存管线造成破坏。然后对于无法避免的管线交叉采用“管线移位”的方法，而对于无法移位的管线则采用“管线穿越”的方法。其次，现场采用先进的施工技术和设备（如盾构法、顶管法等），对现有的管线进行保护，防止了施工过程中的破坏，进一步保证了施工的质量和安全，在顺利完成地下综合管廊建设的同时，还有效地避免了对周边交通和建筑物的干扰。最后，通过加强管理与监测，及时发现并解决出现的问题，确保了综合管廊的正常运行和日常维护[5]。

截止目前，北京市的地下综合管廊建设规模效应显现，已投入运营的综合管廊主要分布在东城、朝阳、海淀、丰台、石景山、通州、昌平和密云8 个区，覆盖了市区的主要道路和重要区域。这不仅提高了当地的基础设施水平，也为将来的发展打下了坚实的基础。

3.2 案例2：城市A

通过对A 市地下综合管廊建设项目的深入分析，笔者总结了一系列成功的实践经验。

3.2.1 成功经验

全面勘测：在施工前期进行全面的地下管线勘测并获取了准确的管线数据，为后续施工打下了可靠的基础。

智能化控制系统：通过引入智能化控制系统，实时监控施工过程，及时发现并解决问题，进一步提高了施工的可控性及安全性。

三维建模与虚拟现实技术：在设计阶段采用三维建模与虚拟现实技术，模拟分析管线交叉情况并预测潜在问题，由于提前制定了解决方案，有效减少了施工风险。

3.2.2 教训与改进

未预见的地质条件：在施工过程中，遇到了一些未预见的地质条件，导致施工周期延长。未来项目中需更加关注地质勘测，以便能够提前应对潜在的地质问题。

社会沟通与协调：在项目进行中，因为与周边社区沟通不畅，引发了一些纠纷。未来项目中需加强与社区的沟通，以便能够提前解决可能的社会问题[6]。

3.2.3 管线交叉施工事故原因

通过对一些管线交叉施工事故案例的分析，笔者总结了事故发生的原因、应对措施，旨在能为未来的施工项目提供经验教训。

事故原因：（1）施工前期的地下管线定位不准确，导致施工时未能有效避让现存管线；（2）管线连接材料出现质量问题，导致连接不牢固，最终引发泄漏事故。

应对措施：（1）强化施工前期的地下管线勘测工作，采用多种定位技术，要提高管线数据的准确性；（2）加强对管线连接材料的质量监控，采用先进的检测技术，要确保连接的牢固性、耐久性。

4.未来展望

市政综合管廊是市政工程施工作业中的重要一环，同时也是其中的市政工程规划中的一项重要分支，因此相关设计与施工单位在进行综合管廊及管线交叉的规划与施工时，应注意将规划设计内容同实地施工进行充分地联系，设计单位需向施工单位进行充分的技术与数据交底，避免规划脱离实际，也避免施工未能按照规划内容执行。在实际的施工过程中，施工单位也需对相关施工工艺进行综合衡量考虑，从多方面、多维度开展对于综合管廊及管线交叉的施工研究与实践，对现有的施工工艺进行不断地优化与改进，保障市政工程中综合管廊及管线交叉施工质量能够不断提升。此外相关部门也需做好相应的衔接工作，可通过建立专管管廊管线的管理部门，对市政工程中综合管廊及管线交叉施工进行管理与监督，在保障各部门独立性的同时也需做好相应的沟通工作，做好综合管廊中各类管线的敷设作业衔接。

结语：

随着城市化进程的加快，城市地下空间的开发利用变得越来越重要。如上所述，为了减少反复开挖地面的“马路拉链”，通过科学、合理的施工方法和细致周到的管理措施，是可以解决地下综合管廊与现存管线的交叉问题，并能保证施工安全，进而提高一个城市基础设施建设的效率和质量。希望本文的介绍，能为地下综合管廊相关工程提供有益的参考，促进城市的建设与发展。随着科技的发展，地下管线施工技术还将迎来新的突破，让我们期待更多先进技术的应用为城市地下空间的合理利用提供更多可能性。